Hidroksietil metil celuloza (HEMC) je nejonski celulozni eter koji se široko koristi u građevinarstvu, premazima, keramici, medicini, prehrambenoj i drugim industrijama. HEMC ima dobru rastvorljivost u vodi, zgušnjavanje, zadržavanje vode, stvaranje filma i vezivna svojstva, te igra važnu ulogu u suho miješanim malterima, lateks bojama, deterdžentima i drugim oblastima.
1. Proizvodni proces
1.1 Priprema sirovina
HEMC se uglavnom priprema od prirodne biljne celuloze, metil hlorida (CH₃Cl), etilen oksid (C₂H₄O), natrijum hidroksid (NaOH) i druge sirovine.
Celuloza: Drvna pulpa ili pamučna pulpa se često koriste kao glavna sirovina, što zahtijeva visoku čistoću i malo nečistoća kako bi se osigurala kvaliteta proizvoda.
Alkalizator (NaOH): koristi se za aktiviranje celuloze i poboljšanje reakcijske aktivnosti.
Eterificirajuće sredstvo (CH₃Cl i C₂H₄O): pružaju metilne i hidroksietilne grupe respektivno, tako da celuloza prolazi kroz reakciju supstitucije, poboljšava rastvorljivost u vodi i funkcionalna svojstva.
Organski rastvarač (kao što je izopropanol): koristi se za rastvaranje reaktanata, kontrolu reakcijske okoline i smanjenje nuspojava.
1.2 Tretman alkalizacijom
Nakon što se celuloza usitni, dodaje se odgovarajuća količina rastvora natrijum hidroksida i provodi se tretman alkaliziranja na određenoj temperaturi i pritisku, koji obično traje 30-60 minuta. Glavna svrha alkaliziranja je proširenje molekularnog lanca celuloze i poboljšanje njegove reaktivnosti s eterificirajućim sredstvom. Ovaj proces se obično provodi u zatvorenom reaktoru uz miješanje kako bi se osiguralo da rastvor alkalije ravnomjerno prodre u celulozu.
1.3 Reakcija eterifikacije
Alkalizirana celuloza reagira s reagensima za metilaciju i hidroksietilaciju (CH₃Cl i C₂H₄O) u reaktoru za proizvodnju hidroksietil metil celuloze. Reakcijski uslovi uključuju:
Temperatura: 60-90°C
Pritisak: 0,5-1,5 MPa
Vrijeme: 2-5 sati
Tokom reakcije, reakcije metilacije i hidroksietilacije se odvijaju istovremeno, tako da se hidroksilni (-OH) dio celuloze zamjenjuje metilnim (-OCH₃) i hidroksietil (-OCH₂CH₂OH), čime se mijenja njegova topljivost i svojstva zgušnjavanja. Da bi se poboljšao stepen supstitucije (vrijednosti DS i MS), obično je potrebno optimizirati redoslijed i proporciju dodavanja sredstva za eterifikaciju.
1.4 Neutralizacija i pranje
Nakon što je reakcija završena, sistem i dalje sadrži neizreagovane alkalije, rastvarač i nusproizvode (kao što je NaCl). Stoga su potrebni neutralizacija i pranje:
Neutralizacija: Koristite kiselinu (kao što je sirćetna kiselina) za neutralizaciju alkalija u sistemu i podesite pH vrijednost na 6-8.
Pranje: Koristite veliku količinu vruće vode ili vodenog rastvora etanola za višekratno pranje celuloze kako biste uklonili nereagovane supstance i nusproizvode, smanjili sadržaj nečistoća i poboljšali čistoću proizvoda.
1.5 Sušenje i drobljenje
Nakon pranja, HEMC i dalje sadrži visoku vlažnost i potrebno ga je osušiti. Uobičajene metode sušenja su:
Sušenje protokom zraka: korištenje vrućeg zraka velike brzine za sušenje vlažnog HEMC-a, s visokom efikasnošću i pogodnim za proizvodnju velikih razmjera.
Vakuumsko sušenje: zagrijavanje i sušenje pod niskim pritiskom, što može efikasno spriječiti degradaciju celuloze i pogodno je za visokokvalitetne proizvode.
Nakon sušenja, HEMC se drobi u pulverizatoru, a veličina čestica se kontrolira prosijavanjem kako bi se postigla potrebna finoća proizvoda (obično 80-120 mesh).
2. Kontrola kvalitete
Kontrola kvaliteta HEMC-a uglavnom uključuje sljedeće pokazatelje:
Stepen supstitucije (DS i MS): određuje rastvorljivost i viskoznost, generalno DS je između 1,1-2,0, a MS je između 0,1-0,5.
Sadržaj vlage: obično se zahtijeva≤5%.
Viskoznost: za različita područja primjene potrebne su različite gradacije viskoznosti (npr. 400-100.000 mPa·s).
Čistoća: zahtijeva nizak sadržaj pepela, uklanjanje preostalih rastvarača i osiguranje odsustva mirisa.
3. Glavna područja primjene
Građevinski materijali: koriste se u cementnom malteru, praškastom kitu, ljepilu za pločice, za poboljšanje zadržavanja vode i građevinskih performansi.
Industrija premaza: koristi se u lateks bojama i lakovima, kako bi se osigurala dobra reologija i otpornost na slijeganje.
Lijekovi i hrana: kao zgušnjivač i emulgator, u skladu sa standardima prehrambene kvalitete ili farmakopeje.
TheHEMC Proizvodni proces uključuje alkalizaciju, eterifikaciju, neutralizaciju, pranje, sušenje i drobljenje. Optimizacija procesnih parametara i poboljšanje stepena supstitucije i čistoće proizvoda ključni su za poboljšanje performansi HEMC-a. S rastućim zahtjevima za zaštitu okoliša i zelenu proizvodnju, proizvodnja HEMC-a će u budućnosti posvetiti više pažnje uštedi energije i smanjenju emisija te primjeni zelenih rastvarača.
Vrijeme objave: 08.05.2025.